降噪耳机能做什么和不能做什么

科技 2024-12-20 18:30 江苏

有一则亚马逊广告让我很郁闷。广告中，一个小男孩跳上床，喧闹地弹奏着电吉他，而另一个孩子则在打鼓。与此同时，一位父亲戴着降噪耳机，悠闲地放松着，不受打扰。这个场景让我抓狂，因为作为耳机专家，我知道真相：降噪耳机不是这样工作的。

人们普遍误以为降噪耳机可以隔绝周围的任何声音。人们购买降噪耳机是为了隔绝孩子们玩耍的喧闹声、同事们大声说话的声音、隔壁狗叫声和飞机轰鸣声。问题是，主动降噪功能只对其中一种声音有效，那就是飞机轰鸣声。原因与声音的物理特性以及降噪耳机的工作原理有关。

主动降噪技术的物理原理

主动降噪技术主要利用物理学中的相位抵消原理。声音以波的形式传播，移动空气分子。这些波通过空气传播并进入耳道，振动耳膜。然而，如果一个声波遇到另一个频率相同但振幅相反的声波，两者会在很大程度上相互抵消。

把空气分子想象成一条拉直的绳子。如果有人在绳子的正中央按下，绳子就会被扰乱，产生波纹。如果你按下绳子的一侧，另一个人从另一侧的完全相同的位置用完全相同的力按下绳子，绳子几乎不会移动。虽然这个视觉效果并不能准确地传达声波的工作原理，但它可以帮助你想象当波与相位相反的波相遇时，波是如何被有效抵消的。

主动降噪耳机使用耳罩内部（有时在外部）的微型麦克风来处理传到耳朵的声音，并立即通过耳机驱动器播放相反相位的声音。相反的力量有效地减少了空气分子的运动，从而减少了可感知的声音。再次强调，这种描述是简化的，但它是ANC耳机设计目前所遵循的基本概念。

图片来源：Wirecutter

一般来说，这种主动降噪技术对 50 Hz 至 1 kHz 之间的低频声音最有效。部分原因是低频会产生较长的波形，更容易正确对齐。此外，在较高频率下，如果波形没有完全对齐，更有可能遇到反馈。因此，大多数主动降噪耳机在 1 kHz 点的实用性明显下降。

这就是为什么 ANC 更适合降低马达和飞机发动机等低沉、持续的声音，也是为什么这种耳机无法过滤孩子的尖叫声。（我们与研究人员交谈过，他们说正在研发的 ANC 概念可以更好地处理高频声音，但这项技术可能还需要几年时间才能实现。）

应该购买什么类型的耳机？

对于经常乘飞机或想忽略恼人的空调嗡嗡声的人来说，主动降噪耳机是个不错的选择。但是如果想要屏蔽人声或狗叫声怎么办？那么，被动隔离就派上用场了。被动隔离是在你的耳朵和你不想听到的声音之间建立一道物理屏障。许多好的（通常是昂贵的）降噪耳机都配有耳罩和耳垫，旨在尽可能多地阻挡中频和高频噪音，同时保持舒适。因此，你可以同时获得主动和被动降噪的最佳效果。

但是，如果只想屏蔽人声和其他高频声音，那么一副价格较便宜的无源耳机可能也能满足需求。几乎所有的封闭式、耳罩式耳机（尤其是专为录音而设计的耳机）都能很好地减弱孩子玩耍、同事聊天和狗叫的声音。

耳机 ANC 测量

请看下面的图表。在 1 kHz 以下，这些无源耳机（如索尼MDR-7506）的隔音效果不如主动降噪耳机。但在 1 kHz 以上，它们在被动隔音方面是比较成功。也就是说，即使是最好的无源耳机也无法完全阻挡高频声音，尤其是当这些声音非常大时。但它们可以将大多数日常声音减弱到不会分散注意力的程度。

在此图表中，低于 85 dB（虚线）的任何值都表示噪音减少。图表上的线越低，降噪效果越好。图片来源：Wirecutter

我们发现，阻隔高频声音最可靠的方法是使用专为完全深入密封耳道而设计的耳塞。许多发烧级耳塞的设计可以塞入耳朵深处，因此它们也能很好地阻隔高频声音。另一种解决方案是为现有耳塞添加隔音泡沫耳塞。

使用被动降噪耳机和耳塞的好处除了可以省钱之外，还在于不会遭受鼓膜吸力，这是有些人在使用 ANC 耳机时会遇到的一种不适感。这种感觉可能很轻微（好像耳朵要爆裂）也可能很强烈（就像头痛欲裂一样）。有些人不会经历这种感觉，有些人可以忽略它或适应它；但对于其他人来说，这是一个他们无法使用 ANC 耳机的决定性因素。

其他隔音选项

如果尝试了上述建议，但仍然无法成功屏蔽分散注意力的声音，这里还有其他选择。首先，白噪音、雨声或海浪声可以很好地掩盖外部噪音。有很多应用程序可以做到这一点。为保护听力，需要合理设置收听音量：专家表示，以设备最大音量的 60% 收听60分钟通常是安全的。然后花几分钟时间休息一下再继续。

当然，耳塞总是有用的。如果很容易分心，但又想听音乐，可以选择在听力保护耳罩下戴上耳塞。但是，这样就不能使用无线耳塞上的控制按钮，而有线耳塞会在脸颊上留下线痕。长时间佩戴可能不太舒服。

信息源于：wirecutter

关于我们

21dB声学人是中国科学院声学研究所苏州电声产业化基地旗下科技媒体，专注于声学新技术、音频测试与分析、声学市场调研、声学创业孵化、知识产权服务等。

合作推广

稿件投稿｜创业支持｜知产服务｜技术转化

请发送需求至以下邮箱，我们将派专人与您联系

21db@ioasonic.com

文中所有图片和文字版权归21dB声学人所有

如需转载或媒体合作，请与我们联系

21dB声学人

中国科学院声学研究所苏州电声产业化基地旗下科技媒体，专注声学技术创新与产业化发展，为十万声学人提供声学相关资讯与技术交流合作。

最新文章

网络研讨会 | 1月7日模态测试、分析与仿真，点击立刻报名

研究 | 创新的声学交通监测技术，解决数据稀缺难题，精准识别车辆信息

独特的回声：岩石艺术遗址的声学研究

研究 | 新模型改善低资源条件下的声学场景分类

研究 | 通过流匹配实现高效、高质量的文本转音频生成

讨厌噪音？你可能是个天才：叔本华论噪音

属于21dB声学人的2024年终总结

研究 | 创新无线声学传感网络助力城市环境噪声监测

直播回放 | 声学专利对话：聊聊知识产权那些事

研究 | 高噪声环境下的语音增强技术，在极低信噪比条件下显著提升目标语音的质量

动物间谍：情报机构眼中的 “秘密武器”

声学专利对话 | 直播预告：“聊聊知识产权那些事”主题分享周日开播

研究 | 基于模板模式匹配的声学定位模型实现高精度室内声源定位

研究 | 基因调控因子或可帮助失聪患者的听觉细胞再生，逆转耳聋

研究 | 一种基于深度学习的声源定位新方法，显著减少训练数据需求

专利 | 苹果新专利：通过手势激活耳机的隐私模式

专利 | 一种作为耳机扬声器单元的微型换能器

企业推介 | 中科声知知识产权：创新价值的守护与赋能者

研究 | 生物声学研究发现豹子可以通过其独特的吼叫声来识别

研究 | 低功率声学增强紧凑型热交换器，为电子设备的高效冷却提供新方案

从铃铛到唱诗班，独属于圣诞节的音色

前沿 | 近期【声学】相关学术论文整理

研究 | 西安交通大学研究出一种具有低噪声振荡读出电路的 MEMS 石英谐振加速度计

科普 | 太阳会发出噪音吗？

专利 | 带有噪声过滤功能的婴儿监视系统

降噪耳机能做什么和不能做什么

心灵之耳与内心之声：探究大脑的听觉想象力

专利 | 一种主动降噪音响系统

研究 | 为深基坑爆破开发的噪声与振动冲击模拟器

研究 | 贝多芬如何创作音乐？声音和振动在大脑中汇聚以增强感官体验

专利 | Verasonics 获超声波收发器设计专利，实现低失真和实时信号监控

前沿丨基于“虚拟透镜”的水下超分辨率声学成像

如何处理轴承的噪声与振动

推广：网络研讨会 | HBK与立讯 - MEMS扬声器的电声学测试，点击立刻报名

研究 | 深度神经网络与多流架构在助听器中的性能比较：噪声环境中的语音处理

研究 | 增强双模成像：新型换能器同时提供超声和光声成像

专利 | 一种减少压缩机噪声（特别是气动噪声）的消声器装置

研究 | 利用微金属透镜进行超声波成像以实现先进材料诊断

格力新专利：双层隔音棉结构实现宽频降噪

AirPods Pro 2 作为助听器效果如何？测评人员对其进行了测试

研究 | 脑图谱促进对精神分裂症患者语言和幻觉的理解

研究 | 增材制造吸声超材料综述

研究 | 微型机器人通过精准药物输送瞄准肿瘤

森海塞尔麦克风以沉浸式音频捕捉SpaceX星舰试飞

研究 | 多目标非侵入式助听器语音评估模型：HASA-Net+的提出与应用

研究 | 超声引导的微观“花”颗粒在靶向药物输送中显示出良好的前景

噪声增强 CAM（连续自回归模型）：推进实时音频生成

专利 | 格力新风降噪技术：为健康室内空气质量保驾护航

巴黎圣母院重新开放,大教堂内的声学效果有无改变？

研究 | 灵长类动物研究揭示了大脑中分离信号和噪声的神经机制

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉